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微流体应用

细胞生物学
  • 用于细胞生物学的微流体工具

介绍

被广泛用于开发细胞生物学工具。微流体装置的微米级特别适合于与细胞一起工作,并且系统的小型化允许容易地实施高通量测定。此外,该尺度的流体性质能够产生稳定的浓度梯度,并精确控制流体成分和温度。

微流体的最新发展已经导致更好地控制细胞的微环境,从而实现了创新的细胞生物学研究。

 

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  • 细胞生物学微流体的优点
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实验的并行化。与常规检测相比,微流体装置的尺寸减小允许产生高通量实验并收集更多数据。

细胞培养基更新。细胞培养基的更新可以精确控制和自动化。

对流体成分的空间控制。流体在微米级具有层流行为,允许产生梯度。

控制温度和气体。微流体中使用的小体积允许动态控制温度和溶解气体。

控制细胞的底物。由于采用微图案化方法,可以控制电池的基板参数。

与活细胞成像的兼容性。微流体允许在对细胞反应进行成像时执行许多任务,例如药物暴露。

单细胞操作和分析。微流体允许以非常精确的方式执行单细胞操作。

 

这些优势导致越来越多的研究小组使用微流体技术推进其细胞生物学研究,如大量有关微流体和细胞生物学的出版物所示。

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每年出版的“微流体”和“生物学”字样的出版物数量

资料来源:Google学术搜索

 

  • 一些应用程序

细胞培养

利用流体提供的微的,研究界开发 了许多致力于细胞增殖的。与常规细胞培养相反,微流体提供了在高通量下工作时模拟体内微环境的可能性。

剪切应力测定

微流体装置的小尺寸即使在高速下也能确保层流。非常简单的微流体芯片设计可用于该应用,例如具有限定的高度和宽度的直通道。此外,该方法允许应用流动模式(例如振荡流)来模拟一些体内条件。如果您想计算剪切应力,可以找到适合微流体的。

微流体以两种不同的方式增强常规细胞迁移测定。第一种是在细胞长度范围内产生稳定浓度的可能性,第二种是使用微流体进行活细胞成像以量化细胞反应的可能性。

细胞机械变形

是一种广泛使用的工具,用于研究的影响。不同的技术是可能的:将细胞限制在小通道中,由于可变形通道对细胞施加机械压力或使用层流施加剪切应力。

 

单细胞封装

细胞可以很容易地在水包油encapsulted ,产生离散的微反应器。这允许在单个细胞水平而不是群体平均水平上研究细胞行为。

片上器官

上的是微工程仿生系统,复制活体器官的关键功能。这些微器件提供了比传统细胞培养更准确的模型,用于模拟复杂的细胞 - 细胞 - 细胞 - 基质相互作用。


 

  • 参考
  1. 您将在此后找到关于细胞生物学的微流体出版物的简短列表。如果您想在此列表中添加特定出版物,请!
  2. Whitesides,GM(2006)。微流体的起源和未来。自然,442(7101),368-373。
  3. Young,EW,&Beebe,DJ(2010)。受控微环境中微流体细胞培养的基础知识。化学学会评论,39(3),1036-1048。
  4. Yi,C.,Li,CW,Ji,S。,&Yang,M。(2006)。用于操纵和分析生物细胞的微流体技术。Analytica Chimica Acta,560(1),1-23。
  5. El-Ali,J.,Sorger,PK,&Jensen,KF(2006)。芯片上的细胞。Nature,442(7101),403-411。
  6. Dittrich,PS,&Manz,A。(2006)。芯片实验室:药物发现中的微流体技术。Nature Reviews Drug Discovery,5(3),210-218。
  7. Velve-Casquillas,G.,Le Berre,M.,Piel,M。,&Tran,PT(2010)。用于细胞生物学研究的微流体工具。Nano Today,5(1),28-47。

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